Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Общая геология

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
32.67 Mб
Скачать

352

Физическая, или динамическая, геология

тате подхода к точке D поверхностных волн из других точек земной поверхности становятся очень сложными. Указанное явление усложняется еще и тем, что каждая частица, пришедшая в колебательное движение, становится в свою очередь местом, из которого начинают распространяться, как и из гипоцентра, продольные и поперечные колебания.

Интенсивность землетрясений

Влюбой точке на поверхности земли землетрясение харак­ теризуется определенной интенсивностью. Последняя обычно оценивается тем или другим количеством баллов.

Втабл. 17 приведена наиболее широко применяемая двенад­ цатибальная шкала интенсивности землетрясений.

Таблица 17

Шкала интенсивности землетрясений

Балл

Колебания

 

Характеристика

 

 

Ускорение

 

 

 

частиц почвы,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мм{сека

1

Микросей-

Обнаруживаются

только

сейсмопри­

<2,5

 

смические

емниками

 

 

 

 

 

 

 

2

Очень сла­

Ощущаются только

лицами, находя­

2,5—5,0

 

бые

щимися

в верхних

 

этажах

зданий, и

 

 

 

лицами,

пребывающими

в

состоянии

 

 

 

полного покоя

 

 

 

 

 

 

 

3

Слабые

Ощущаются незначительным

числом

5—10

 

 

лиц по сравнению с числом жителей

 

 

 

района

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Умеренные

Ощущаются не всеми, но большин­

10—25

 

 

ством лиц, находящихся внутри зданий,

 

 

 

и лишь немногими, находящимися в

 

 

 

подвалах. Наблюдаются

дрожание две­

 

 

 

рей и окон, треск

комнатных

балок,

 

 

 

легкое покачивание висящих предметов

 

5

Чувстви­

Ощущаются всеми

лицами,

находя­

25—50

 

тельные

щимися внутри зданий, и лишь немно­

 

 

 

гими, находящимися на улице; спящие

 

 

 

пробуждаются. Наблюдаются открыва­

 

 

 

ние и закрывание дверей, звон неболь­

 

 

 

ших домашних колокольчиков, довольно

 

 

 

сильное

качание

висящих предметов и

 

 

 

остановка маятниковых часов

 

 

6

Сильные

Ощущаются всеми

лицами,

находя­

50—100

 

 

щимися внутри зданий. В домах па­

 

 

 

дают предметы, обваливается штукатур­

 

 

 

ка, происходят

мелкие

повреждения

 

 

 

небольших зданий

 

 

 

 

 

 

7

Очень силь­

Слышится звон башенных колоколов,

100—250

 

ные

падают

дымовые

 

трубы,

происходят

 

легкие повреждения во многих зданиях

 

 

Землетрясения

353

 

 

 

П родолж ение т а б л . 17

Балл

Колебания

Характеристика

Ускорение

частиц почвы»

 

Разруш и­

Частично разрушаются некоторые

250—500

 

тельные

дома и значительно повреждаются

 

 

 

остальные здэдия. Наблюдаются отдель­

 

 

 

ные несчастные случаи

 

9

Опустоши­

Полностью или почти полностью раз­

500—1000

 

тельные

рушаются некоторые здания и настоль­

 

 

 

ко сильно повреждаются многие другие,

 

 

 

что они становятся непригодными для

 

 

 

жилья. Имеются смертные случаи

 

10

Необыкно­

Разрушаются многие здания. Имеется

1000—2500

 

венно опусто­

много человеческих жертв. Образуются

 

 

шительные

трещины в земной коре, обвалы в

 

 

 

горах и т. д.

 

И Катастро­ фические

Полностью разрушаются каменные 2500—5000 постройки, массивные каменные опоры для мостов (быков), плотин, дамб и пр.

Возникают широкие трещины в земной коре, наблюдаются многочисленные оползни и падение скал

12

Необыкно­

Разрушаются все здания, даже дере­

>5000

 

венно ката­

вянные, наиболее устойчивые в сейсми­

 

 

строфические

ческом отношении. Образуются

склад­

 

 

 

чатые и разрывные дислокации

в гор­

 

 

 

ных породах, многочисленные

обвалы

 

 

 

и другие подобные явления на боль­

 

 

 

ших площадях

 

 

Линии, соединяющие между собой точки земной поверхности с одинаковой интенсивностью землетрясения, получили наиме­ нование и з о с е й с т (рис. 140).

На рис. 140 приведена карта изосейст землетрясения с эпи­ центром в точке Э. Заштрихована площадь, где данное землетря­ сение оценивалось баллом 10 и выше. Это площадь, которая включает участки с необыкновенно опустошительными, катастро­ фическими и необыкновенно катастрофическими землетрясениями. На этой площади наблюдается образование трещин в земной коре, обвалов, оползней и разнообразных дислокаций. Такие пло­

щади получили наименование п л е й с т о с

е й с т о в ы х о б ­

л а с т е й землетрясений,

а сами колебания

в них называются

м е г а с е й с м и ч е с к и

м и . Площади за пределами изосейсты

в 1 балл, т. е. места, в которых землетрясения обнаруживаются только при помощи сейсмоприемников, называются областями м и к р о с е й с м и ч е с к и х к о л е б а н и й . Площади между

23 Заказ 1 464.

354 Физическая, или динамическая, геология

изосейстами в 10 и 1 баллов называются областями м а к р о сей ­ с м и ч е с к и х к о л е б а н и й .

Не следует думать, что каждое землетрясение имеет плейстосейстовую область. Когда землетрясение в эпицентре оценивается числом баллов менее 10, землетрясение не имеет плейстосейстовой области.

Характер расположения изосейст, несомненно, связан с общим геологическим строением (тектоникой) того участка земной коры, для которого составлена карта изосейст.

•Э - 1

7-1Z -2

Рис. 140. Карта

изосейст.

1 — эпицентр землетрясения;

2 — баллы интенсив­

ности землетрясений; 3 — плейстосейстовая область землетрясения.

Линии, соединяющие между собой точки земной поверх­ ности одновременного начала землетрясения, получили наимено­ вание г о м о с е й с т .

Составление карт гомосейст — дело весьма нелегкое, так как бывает трудно установить одновременность обнаружения земле­ трясения в различных пунктах земной поверхности. Характер гомосейст, так же как и характер изосейст, дает возможность судить о тектонике того района, для которого составлена карта гомосейст.

Направление трещин, образующихся при землетрясениях, и подземных толчков дает возможность судить о месте и глубине нахождения гипоцентра землетрясения. Очень часто трещины, возникающие при землетрясениях, ориентируются по направле­ нию речных долин. Иногда они расходятся радиусами от эпицентра.

Образующиеся трещины нередко вскрывают водоносные, неф­ теносные и газоносные горизонты. Тогда после землетрясения возникают новые источники подземных вод, новые газовые струи, появляются выходы высачивающейся нефти. В некоторых слу­ чаях после землетрясения наблюдалось появление грязевых вул­ канов, исчезновение источников подземных вод, их перемещение, а иногда изменение температуры воды источников. Землетрясе-

Землетрясения

357

Так как землетрясения причиняют большие бедствия чело­ вечеству, изучением их занимаются многие ученые. В настоящее время имеются сотни сейсмических станций, снабженных осо­ быми приборами, автоматически записывающими колебания зем­ ной коры в районе станции. Таких станций много и в СССР. Изу­ чением землетрясений у нас занимается Институт физики Земли Академии наук СССР, в котором имеется специальный сейсмо­ графический отдел.

В числе выдающихся ученых, которыми гордится мировая сейсмология, значатся русские и советские сейсмологи

a

 

 

 

 

S

 

 

 

 

Рис. 143. Схема сейсмоприемников.

 

 

 

 

а — вертикального; б — горизонтального; 1 — м еталли ческая рам а;

 

2 — ф ундамент;

з — ось, на

которой вр ащ ается

б ар а б ан

4;

S

 

светочувствительная бум ага; в — м аятн и к; 7

— ги б к и й ш н у р ;

S

 

часовой м еханизм ;

9 — п ерекладина.

 

 

 

 

Б. Б. Голицын, П. М. Никифоров,

А. П. Орлов,

Г. А. Гамбурцев,

В. Ф. Бончковский,

Г. П. Горшков и др.

 

 

 

 

 

 

Как уже было сказано, землетрясения регистрируются осо­

быми приборами — сейсмоприемниками.

Имеется

очень

много

сейсмоприемников

различных

конструкций

и

систем,

но все

они основаны на принципе работы инертного маятника. Принцип работы инертного маятника заключается в следую­

щем. Колебания земной коры в районе сейсмической станции измеряют относительно объекта, находящегося во время этих колебаний в состоянии покоя. Таким объектом является' масса маятника, которая в момент быстрого перемещения точки его подвеса сохраняет по инерции в первое время состояние покоя и только с некоторым запозданием начинает двигаться (рис. 143).

Существуют

сейсмоприемники двух основных типов:

в е р ­

т и к а л ь н ы й

и г о р и з о н т а л ь н ы й . Первые

служат

для записи горизонтальных колебаний частиц земной коры у поверхности, вторые — для записи вертикальных колебаний.

Запись колебаний осуществляется световым пучком, отражен­ ным от зеркальца гальванометра, на движущейся равномерно

358

Физическая, или динамическая, геология

Рис. 144. Сейсмограмма, записанная при [земле­ трясении.

А — начало землетрясения (приход продольных волн); В — главная фаэа (приход поперечных волн).ц

фотографической ленте. Полученная запись называется с е й с м о - г р а’м м о й (рис. 144 и. 145).

Для определения истинного направления колебаний ставят обычно три сейсмоприемника: два вертикальных и один горизон­ тальный. Один из вертикальных сейсмоприемников ориентируют

PPSff.54.59!

 

 

строго по географическому

 

 

меридиану,

другой — по

 

 

 

 

 

 

широте. Этим самым истин­

 

 

 

ное колебание

пород зем­

 

 

 

ной коры в месте

нахож­

 

 

 

дения

сейсмоприемников

 

 

 

разлагают

 

на

три состав­

 

 

 

ляющие:

на

составляю­

 

 

 

щую

в

направлении се­

 

 

 

вер — юг,

 

на составляю­

 

 

 

щую в

направлении

за­

 

 

 

пад — восток

и

верти­

 

l'Slft.2534)Р(1т.39)

кальную

составляющую.

 

По трем составляющим

 

 

 

нетрудно

 

 

'определить

 

 

 

истинную

 

амплитуду и

 

 

 

истинное направление

ко­

 

 

 

лебания

частиц

земной

 

 

 

коры

в районе сейсмиче­

 

 

 

ской станции в тот или

 

 

 

другой момент времени.

 

 

 

В каждой

сейсмограм­

Рис. 145. Сейсмограммы,

записанные при

ме можно выделить

три

землетрясениях.

 

основные

 

части:

первая

а — в Крыму 26 июня 1927

г.;

б — на Алеут­

соответствует записи

про­

ских островах 16 февраля 1927 г.

Р , Р Р , Р Р Р

дольных

колебаний,

без

первые предварительные толчки; S

и P S — вто­

рые толчки; L — длинные волны;

цифры в скоб­

искажения

их

попереч­

ках обозначают время толчков — часы, минуты,

ными

и

поверхностными

секунды.

 

 

 

Землетрясения

 

359

колебаниями,

вторая начинается с

того .момента,

когда к сей­

смоприемнику

подходят из

гипоцентра поперечные колебания,

третья начинается тогда,

когда к

сейсмоприемнику

подходят

поверхйостные

колебания,

распространяющиеся

от

эпицентра

землетрясения.

 

 

 

 

 

Чем дальше от гипоцентра землетрясения расположен сейсмо­

приемник, тем

первая часть сейсмограммы длиннее,

ей соот­

ветствует больший отрезок времени, чем ближе, тем она короче и ей соответствует более короткий отрезок времени.

Указанное обстоятельство дает возможность определить рас­ стояние между сейсмической станцией (сейсмоприемником) и

гипоцентром землетрясения.

 

 

 

 

 

Представим

себе,

что

гипоцентр

 

 

 

 

землетрясения

расположен

в точке Н

 

 

 

 

(см. рис. 139), а сейсмическая станция

 

 

 

 

(сейсмоприемник) — в

точке D. Пер­

 

 

 

 

выми подойдут к станции

продольные

 

 

 

 

колебания,

распространяющиеся

по

 

 

 

 

лучу HD. За

ними с опозданием

по­

 

 

 

 

дойдут поперечные, а после с еще боль­

 

 

 

 

шим опозданием — поверхностные.

 

рис

ш Схщш

0

.

Зная средние скорости распро-

странения

продольных

и

поперечных

ния ЭШЩентра

землетрясе-

колебаний, можно определить расстоя-

 

пия.

 

 

ние между гипоцентром, а

также эпи­

Если

имеются

подобные

центром и

сейсмической

станцией.

определения, сделанные тремя сейсмическими станциями, то нетрудно определить и местоположение эпицентра землетря­ сения.

Поясним это на примере. Предположим, что три сейсмические станции в Бомбее, Токио и Веллингтоне зарегистрировали земле­ трясение и определили расстояние до эпицентра его (рис. 146). На глобусе вокруг указанных пунктов чертят окружности с ради­ усами, соответствующими в каждом случае расстоянию (в мас­ штабе глобуса) от станции до эпицентра. В точке пересечения трех окружностей располагается эпицентр землетрясения. Для нашего примера эпицентр землетрясения находится близ океани­ ческой впадины Минданао.

На рис. 147 приведена карта эпицентров крупнейших земле­ трясений мира, а на рис. 148 — карта сейсмического райониро­ вания территории СССР.

Как уже указывалось в соответствующем разделе, сейсмоло­ гия дает возможность судить о внутреннем строении Земли. Глубина залегания, мощности и плотности отдельных земных оболочек установлены в результате определения скоростей рас­ пространения сейсмических колебаний на различных глубинах. На границах внутренних земных оболочек происходят резкое пре-

геология динамическая, или Физическая,

Рис. 147. Карта эпицентров крупнейших землетрясений мира (составители Н. А. Линден, Е ф. Саваре н. ский).

рясенияЗемлет

со

CD